(57)【要約】【課題】ブラシ毛材の摩耗を抑制し、長期間に亘り、被洗浄面にたいして均一に、洗浄、清掃、塗布、研削、研磨、バリ取り等の各種表面処理を行うと共に、被洗浄面の品質の向上を図ることができるブラシを提供する。【解決手段】ブラシ１は基台３あるいは複数の線材が捻り合わされた芯材、及びブラシ部２を有し、前記ブラシ部２は複数本のブラシ毛材８を有し、前記基台３あるいは前記芯材にたいして放射状に形成されてあると共に、固定手段１０にて固定されてあり、前記ブラシ毛材８は長尺状の合成繊維からなると共に、結晶化度が４０％以上のポリアミド樹脂を有するものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄、清掃、塗布、研削、研磨、バリ取り等の各種表面処理を行うブラシにおいて、前記ブラシは基台あるいは複数の線材が捻り合わされた芯材、及びブラシ部を有し、前記ブラシ部は複数本のブラシ毛材を有し、前記基台あるいは前記芯材にたいして放射状に形成されてあると共に、固定手段にて固定されてあり、前記ブラシ毛材は長尺状の合成繊維からなると共に、結晶化度が４０％以上のポリアミド樹脂を有することを特徴とするブラシ。
【請求項２】
請求項１記載の構成よりなるブラシにおいて、ブラシ毛材を構成するポリアミド樹脂はナイロン４６であることを特徴とするブラシ。
【請求項３】
請求項１から２記載の構成よりなるブラシにおいて、ブラシ毛材は長手方向に湾曲部あるいは屈曲部が形成されてあることを特徴とするブラシ。
【請求項４】
請求項１から３記載の構成よりなるブラシにおいて、ブラシ毛材は撚り糸状に形成されてあることを特徴とするブラシ。
【請求項５】
請求項１から４記載の構成よりなるブラシにおいて、ブラシ毛材は異形断面形状であることを特徴とするブラシ。
【請求項６】
請求項１から５記載の構成よりなるブラシにおいて、ブラシ毛材は中空断面形状であることを特徴とするブラシ。
【請求項７】
請求項１から６記載の構成よりなるブラシにおいて、ブラシ毛材は砥粒が付着されてあることを特徴とするブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄、清掃、塗布、研削、研磨、バリ取り等の各種表面処理を行うブラシに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のブラシ、あるいはブラシに用いられるブラシ毛材として、ポリアミド樹脂１００重量部に対し、研磨砥材粒子１０〜６０重量部およびアジン系化合物０．１〜５重量部を含有させた組成物を溶融紡糸したモノフィラメントからなることを特徴とする研磨ブラシ用毛材（特許文献１）が考案されている。
【０００３】
特許文献１の研磨ブラシ用毛材は、分子構造中の主鎖に、耐摩耗性に優れたアミド基（ＣＯＮＨ）を有するポリアミド樹脂を含有するモノフィラメントである為、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂等の他の熱可塑性樹脂からなる合成繊維に比べて、耐摩耗性に秀でている。
【特許文献１】特許第３９６５４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の研磨用ブラシ毛材を構成するポリアミド樹脂は、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、及びナイロン６／６６共重合体から選ばれた少なくとも１種である。前記の如くのナイロンは、結晶化度が概ね２５〜３５％程度であり、研磨ブラシ用毛材として用いられ、長期間に亘り、被洗浄面に当接を繰り返すと、研磨ブラシ用毛材の先端が摩擦抵抗力により削れ、先細りしてくる。研磨ブラシ用毛材の先端が先細りしてくると、被洗浄面に研磨ブラシ用毛材が当接しない隙間部分が生じ、被洗浄面にブラシマークと呼ばれる研磨、洗浄残りが発生する。その為、研磨ブラシ用毛材は、長期間に亘り、被洗浄面を均一に研磨、洗浄できないという課題を有していた。
【０００５】
なお、結晶化度とは、高分子物質の全重量の内、結晶性部分の重量が占める割合のことをいい、ＪＩＳＫ６８１０のポリアミド樹脂（ナイロン）成形材料試験方法により測定された数値である。略同一の分子構造を有する高分子においては、一般的に結晶化度が高くなると、耐摩耗性、アイゾット衝撃値、引張強度等の機械的強度が高くなる。
【０００６】
また、研磨ブラシ用毛材の先端が摩擦抵抗力により削れると、ブラシ用毛材が削れた摩耗粉が被洗浄面に異物として付着する。その為、研磨ブラシ用毛材は、長期間に亘り、被洗浄面の品質の向上を図ることができないという課題もあった。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ブラシ毛材の摩耗を抑制し、長期間に亘り、被洗浄面にたいして均一に、洗浄、清掃、塗布、研削、研磨、バリ取り等の各種表面処理を行うと共に、被洗浄面の品質の向上を図ることができるブラシを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来の課題を解決するために、請求項１のブラシは、洗浄、清掃、塗布、研削、研磨、バリ取り等の各種表面処理を行うブラシにおいて、前記ブラシは基台あるいは複数の線材が捻り合わされた芯材、及びブラシ部を有し、前記ブラシ部は複数本のブラシ毛材を有し、前記基台あるいは前記芯材にたいして放射状に形成されてあると共に、固定手段にて固定されてあり、前記ブラシ毛材は長尺状の合成繊維からなると共に、結晶化度が４０％以上のポリアミド樹脂を有するもので、ブラシ毛材を構成するポリアミド樹脂は、分子構造の主鎖に、アミド基（ＣＯＮＨ）を有する線状高分子である為、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂等の他の熱可塑性樹脂からなる合成繊維に比べて、耐摩耗性に秀でている。しかも、本発明のブラシに用いられるブラシ毛材を構成するポリアミド樹脂は、結晶化度が４０％以上である為、従来のナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン６／６６共重合体等の結晶化度が概ね３５％以下であるポリアミド樹脂に比べて、結晶化度が高く、一段と優れた耐摩耗性等の機械的強度を有するものである。
【０００９】
従って、本発明のブラシは、ブラシ毛材が被洗浄面に当接を繰り返しても、摩擦抵抗力によりブラシ毛材の先端が削れ難いので、極めて先細りし難い。その為、ブラシ毛材が被洗浄面に当接しない隙間部分の発生が抑えられ、被洗浄面にブラシマークが生じることがないので、ブラシは長期間に亘り、被洗浄面にたいして、均一に、洗浄、清掃、塗布、研削、研磨、バリ取り等の各種表面処理を行うことができる。
【００１０】
また、ブラシ毛材は、優れた耐摩耗性を有しているので、ブラシ毛材から削れた摩耗粉が被洗浄面に異物として付着し難い。その為、ブラシは長期間に亘り、被洗浄面の品質の向上を図ることができる。
【００１１】
請求項２のブラシは、特に、請求項１のブラシにおいて、ブラシ毛材を構成するポリアミド樹脂はナイロン４６であるもので、ナイロン４６は原料となるモノマーのテトラメチレンジアミンと、アジピン酸塩を重縮合して得られる結晶性のポリマーである。ナイロン４６は、下記の化学式で表わされる。
【００１２】
【化１】
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【００１３】
ナイロン４６は、上記の化学式の如く、アミド基（ＣＯＮＨ）の間にメチレン基（ＣＨ２）が４個ずつ規則正しく配列されているので、ナイロン６６等の他のポリアミド樹脂に比べて、モノマーがポリマーに重縮合される際の結晶化速度が速く、その為、結晶化度が高く、耐摩耗性が大幅に向上する。ナイロン４６の結晶化度は概ね４０〜５０％程度である。
【００１４】
また、ナイロン４６は、熱変形温度が２２０℃と他のポリアミド樹脂に比べて高いことから、ブラシ毛材が被洗浄面に摺接を繰り返すことにより発生する摩擦熱により、ブラシ毛材が熱劣化し難い。その為、ブラシ毛材は熱劣化による機械的強度の低下、すなわち耐摩耗性の低下を極めて受け難い。ちなみに、他のポリアミド樹脂の熱変形温度は、ナイロン６が６４℃、ナイロン６６が８０℃程度である。
【００１５】
さらに、ナイロン４６は、アイゾット衝撃値が１１ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍと他のポリアミド樹脂に比べて高いことから、ブラシ毛材は被洗浄面に当接を繰り返しても、毛折れし難い。なお、アイゾット衝撃値は、高分子物質の衝撃強さの指標であり、ＪＩＳＫ７１１０のプラスチック−アイゾット衝撃強さの試験方法により測定された数値である。ちなみに、他のポリアミド樹脂のアイゾット衝撃値は、ナイロン６が６ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ、ナイロン６６が９．５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ程度である。
【００１６】
請求項３のブラシは、特に、請求項１から２のブラシにおいて、ブラシ毛材は長手方向に湾曲部あるいは屈曲部が形成されてあるもので、ブラシ毛材が被洗浄面に当接する際の衝撃力を、ブラシ毛材に形成された湾曲部、あるいは屈曲部が吸収することから、ブラシ毛材にたいする衝撃力が緩和され、ブラシ毛材のクッション性が向上する。その為、ブラシ毛材の復元力が向上することから、ブラシの耐久性の向上につながる。
【００１７】
また、洗浄、清掃、研削、研磨、バリ取り時におけるブラシ毛材にたいする異物等の対象物の引っ掛かりがよくなり、ブラシの異物等の対象物の除去性能が向上する。
【００１８】
請求項４のブラシは、特に、請求項１から３のブラシにおいて、ブラシ毛材は撚り糸状に形成されてあるもので、ブラシ毛材は被洗浄面への当接を繰り返すことにより、先端部がほぐれ、被洗浄面に傷を付着させることなく、被洗浄面の細かな凹凸部分に付着している異物等の対象物を掻き出すことができる。その為、洗浄性能の向上を図ることができる。
【００１９】
請求項５のブラシは、特に、請求項１から４のブラシにおいて、ブラシ毛材は異形断面形状であるもので、ブラシ毛材の断面は概三角形、概四角形等の多角形、星形、卍形、十字形、Ｍ形、Ｎ形等に形成されている。その為、ブラシは、ブラシ毛材に形成された角部により、被洗浄面に付着した異物等の対象物を掻き取ることができるので、洗浄性能が大幅に向上する。
【００２０】
請求項６のブラシは、特に、請求項１から５のブラシにおいて、ブラシ毛材は中空断面形状であるもので、ブラシ毛材は長手方向に中空部、あるいは空洞部を有し、洗浄中に中空部、あるいは空洞部に洗浄液等の液体を保持することができる。従って、ブラシ毛材は、保液性が高く、被洗浄面にたいして表面張力を低下させて当接する。その為、ブラシは、被洗浄面に付着している異物等の対象物を、効率よく確実に除去することができ、洗浄性能が飛躍的に向上する。なお、中空部とは中空状態がブラシ毛材の長手方向にて貫通している状態であり、空洞部とは中空状態がブラシ毛材の長手方向の途中において閉塞している状態である。
【００２１】
なお、表面張力とは、異物等の対象物である固体と、洗浄液等の液体が接している境界面において、接触面積を小さくする方向に働く張力のことである。従って、表面張力が低下するということは、固体と液体の接触面積が大きくなることであり、固体である異物等の対象物と、ブラシ毛材に保持された液体である洗浄液等との接触面積は大きくなる。すなわち、洗浄液等の異物等の対象物にたいする濡れ性が向上する。その為、保液性に優れた中空断面形状を有するブラシ毛材は、異物等の対象物にたいする濡れ性が増大することから、異物等の対象物を除去しやすくなり、洗浄性能が向上するのである。
【００２２】
請求項７のブラシは、特に、請求項１から６のブラシにおいて、ブラシ毛材は砥粒が付着されてあるもので、ブラシは、ブラシ毛材に付着している砥粒により、被洗浄面に強固に固着しているバリ等を効率的に除去することができる。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１のブラシは、ブラシ毛材が優れた耐摩耗性を有することから、長期間に亘り、被洗浄面を均一に洗浄、清掃、塗布、研削、研磨、バリ取り等すると共に、被洗浄面の品質の向上を図ることができる。
【００２４】
請求項２のブラシは、ブラシ毛材が熱劣化による耐摩耗性の低下を受け難く、さらに、毛折れも発生し難いことから、耐久性が一段と向上する。
【００２５】
請求項３のブラシは、耐久性が向上すると共に、異物等の対象物の除去性能が向上する。
【００２６】
請求項４のブラシは、被洗浄面に傷を付着させることなく、被洗浄面の細かな凹凸部分に付着している異物等の対象物を掻き出すことができるので、洗浄性能の向上を図ることができる。
【００２７】
請求項５のブラシは、ブラシ毛材に形成された角部により、被洗浄面に付着した異物等の対象物を掻き取ることができるので、洗浄性能が大幅に向上する。
【００２８】
請求項６のブラシは、ブラシ毛材の保液性が高く、被洗浄面にたいして表面張力を低下させて当接するので、被洗浄面に付着している異物等の対象物を、効率よく確実に除去することができ、洗浄性能が飛躍的に向上する。
【００２９】
請求項７のブラシは、ブラシ毛材に付着している砥粒により、被洗浄面に強固に固着しているバリ等を効率的に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施例によって本発明が限定されるものではない。
【００３１】
（実施例１）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施例におけるブラシの正面図、図１（ｂ）は、ブラシの側面図、図２（ａ）は、ブラシ体を前面側から見た斜視図、図２（ｂ）は、ブラシ毛材を前面側から見た斜視図、図３は、チャンネルブラシの製造状態を前面側から見た斜視図である。
【００３２】
図１（ａ）、及び図１（ｂ）において、ブラシ１は、鉄、アルミニウム等の金属材料、あるいはポリ塩化ビニル、ポリアセタール等の合成樹脂材料からなると共に、中空部９を有する略円筒状の基台３の外周に、３本のブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃからなるブラシ部２が装着されて形成されている。ブラシ部２は、３本のブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃが、基台３の外周に並列して螺旋状に巻き回されていると共に、基台３にたいして放射状に形成されている。なお、基台３は、中実状の略棒状であってもよい。
【００３３】
図２（ａ）、及び図２（ｂ）において、ブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃは、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属材料からなる長尺状の断面略Ｕ字状の帯状体６と、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属材料からなる概丸形断面を有する長尺状の芯線７との間に、概丸形断面を有する中実状のブラシ毛材８が挟持された長尺状のチャンネルブラシ５にて形成されている。ブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃは、基台３の外周に装着される際、図１（ｂ）の如く、基台３の一方の端部近傍の外周等分３箇所に、３本のブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃの始点Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が溶接による固定部１０を介して固定され、螺旋状に巻き回されると共に、基台３の他方の端部近傍の外周等分３箇所に、３本のブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃの終点（図示せず）が溶接による固定部（図示せず）を介して固定されて、ブラシ部２が形成される。
【００３４】
なお、本実施例では、基台３の外周に、３本のブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃを設けてブラシ部２を構成したが、ブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃの数は４本、あるいはそれ以上でもよいし、１本、あるいは２本でもよい。また、ブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃの基台３の外周にたいする固定手段は、溶接以外にも、係止具を用いて、ネジ止め、リベット止め等により固定部１０を形成してもよい。また、ブラシ１は、ブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃが、基台３の外周の任意の位置に設定された対称軸を中心に、基台３の左右の端部に向け並列に巻き回されてブラシ部２が形成された形態であっても構わない。
【００３５】
次に、図２（ｂ）、及び図３を用いて、ブラシ１の製作方法について説明する。
【００３６】
最初に、図２（ｂ）の如く、概丸形断面を有する長尺状のブラシ毛材８を複数本、用意する。ブラシ毛材８は、ナイロン４６からなる結晶化度が４０％以上のポリアミド樹脂を有する合成繊維である。ブラシ毛材８の直径は、０．０５〜４．０ｍｍ程度に設定される。ブラシ毛材８の直径が０．０５ｍｍ未満の場合、細すぎて毛腰がなく、４．０ｍｍを超えると、太すぎて帯状体６と芯線７の間に挟持し難く、チャンネルブラシ５の成形が極めて難しい。また、ブラシ毛材８の断面形状は、特に限定されるものではなく、概丸形以外にも、例えば三角形、四角形等の多角形、星形、卍形、十字形、Ｍ形、Ｎ形等の異形断面形状であっても構わない。また、中実状、中空状のいずれであってもよい。さらに、モノフィラメント、マルチフィラメントのいずれであっても何ら支障はない。ブラシ毛材８の直径、形状、及び毛丈等については、ブラシ１の使用される環境、コスト等を勘案して、適宜、決定されるものである。
【００３７】
上記の如くのブラシ毛材８が複数本、用意されたならば、図３の如く、ブラシ毛材８の長手方向の略中央部が、帯状体６の上部に重なるよう台座１１に設置する。次いで、縦ロール１２を使用して、芯線７にてブラシ毛材８を挟み付けると共に、芯線７を断面略Ｕ字状の帯状体６の内部に押し込む。次に、帯状体６の両側に設置された横ロール１３、１３を使用して、帯状体６を両側から、加締める。その結果、図２（ａ）の如く、長尺状のブラシ毛材８の略中央部が芯線７、及び帯状体６に挟み付けられて折り合わされた長尺状のチャンネルブラシ５からなるブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃが形成される。
【００３８】
そして、図１（ｂ）の如く、基台３の一方の端部近傍において、１本のブラシ体４ａの一方の端部、すなわち始点Ｓ１が溶接による固定部１０を介して固定され、基台３の外周に螺旋状に巻き回されて装着される。そして、ブラシ体４ａの他方の端部、すなわち終点（図示せず）が、基台３の他方の端部近傍に、溶接による固定部（図示せず）を介して固定される。同様に、他の２本のブラシ体４ｂ、４ｃが基台３の外周に、ブラシ体４ａのピッチの間に装着されると共に、他の２本のブラシ体４ｂ、４ｃもブラシ体４ａと略同一のピッチをもって基台３の外周に巻き回され、基台３の外周に始点Ｓ２、Ｓ３と、終点（図示せず）が溶接による固定部１０を介して固定されることにより、ブラシ部２が基台３の外周にたいして放射状に形成され、ブラシ１が、図１（ａ）、及び図１（ｂ）の如く、製造される。
【００３９】
次に、ブラシ毛材８の製造方法について説明する。
【００４０】
最初にペレット状、あるいは粉末状のポリアミド樹脂からなるナイロン４６を、融点である２９０℃以上の温度にて加熱して溶融する。その際、紫外線吸収剤、着色顔料等の添加剤を配合しても構わない。次に、押出機の先端に取り付けられた概丸形の口金を通して、紡糸する。押し出し後、加熱しながら延伸機にて長手方向に延伸をかけ、延伸後、アニーリングと呼ばれる工程にて冷却固化させることにより、長尺状の合成繊維が形成される。前記の如くの製造方法は、一般的には押出成形と呼ばれている。次に、得られた合成繊維を所望の長さに切断することにより、ブラシ毛材８が製造される。
【００４１】
合成繊維の長手方向に延伸をかける上記の如くの方法は、一軸延伸と呼ばれている。一軸延伸は、一方向にのみ延伸応力をかける加工方法であり、延伸方向にたいして平行の方向、すなわち縦方向は、分子配向が起こるので、引張強度が著しく向上するが、延伸方向にたいして直角の方向、すなわち横方向は、引張強度が向上しない為、延伸方向にたいして平行の方向に、裂けやすくなるという性質を有している。なお、分子配向とは、線状分子が溶融または固体状態において、外力の作用により、一定方向に配列することである。
【００４２】
ブラシ１に用いられるブラシ毛材８は、延伸倍率が４倍以上１２倍以下にて設定されて製造される。延伸倍率が４倍未満の場合、ブラシ毛材８は毛腰が弱く、洗浄性能が劣る。一方、延伸倍率が１２倍を超える場合、ブラシ毛材８は横方向の強度が弱く、被洗浄面に繰り返し当接を続けると毛裂けを発生しやすくなる。延伸倍率は、一般的に合成繊維に延伸をかける際の初速と終速の比で表わされる。例えば、終速が初速の７倍の速さで延伸をかける場合には、延伸倍率は７倍となる。
【００４３】
上記の如く構成されたブラシ１の動作、作用は下記の通りである。
【００４４】
ブラシ１は、ポリアミド樹脂を有する合成繊維からなるブラシ毛材８によりブラシ部２が構成されているが、ポリアミド樹脂は、分子構造の主鎖に、アミド基（ＣＯＮＨ）を有する線状高分子である為、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂等の他の熱可塑性樹脂からなる合成繊維に比べて、耐摩耗性に秀でている。しかも、ブラシ１に用いられるブラシ毛材８を構成するポリアミド樹脂は、結晶化度が４０％以上である為、従来のナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン６／６６共重合体等の結晶化度が概ね３５％以下であるポリアミド樹脂に比べて、結晶化度が高く、一段と優れた耐摩耗性等の機械的強度を有する。従って、ブラシ１は、ブラシ毛材８が被洗浄面に当接を繰り返しても、摩擦抵抗力によりブラシ毛材８の先端が削れ難いので、極めて先細りし難い。その為、ブラシ毛材８が被洗浄面に当接しない隙間部分の発生が抑えられ、被洗浄面にブラシマークが生じることがないので、ブラシ１は長期間に亘り、被洗浄面にたいして、均一に、洗浄、清掃、塗布、研削、研磨、バリ取り等の各種表面処理を行うことができる。
【００４５】
ブラシ毛材８は、優れた耐摩耗性を有しているので、ブラシ毛材８から削れた摩耗粉が被洗浄面に異物として付着し難い。その為、ブラシ１は長期間に亘り、被洗浄面の品質の向上を図ることができる。
【００４６】
ブラシ毛材８を構成するポリアミド樹脂は、結晶化度が概ね４０〜５０％程度のナイロン４６であり、ナイロン４６は、熱変形温度が２２０℃と他のポリアミド樹脂に比べて高いことから、ブラシ毛材８が被洗浄面に摺接を繰り返すことにより発生する摩擦熱により、ブラシ毛材８が熱劣化し難い。その為、ブラシ毛材８は熱劣化による機械的強度の低下、すなわち耐摩耗性の低下を極めて受け難い。
【００４７】
ブラシ毛材８を構成するナイロン４６は、アイゾット衝撃値が１１ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍと他のポリアミド樹脂に比べて高いことから、ブラシ毛材８は被洗浄面に当接を繰り返しても、毛折れし難い。
【００４８】
ブラシ１は、３本のブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃが基台３の外周に螺旋状に巻き回されてブラシ部２が形成されていることから、１本のブラシ体４ａ、あるいは２本のブラシ体４ａ、４ｂが基台３の外周に巻き回されてブラシ部２が形成されたブラシ１に比べて、ブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃの基台３の軸心の垂線にたいする傾斜角を大きくすることができ、ブラシ毛材８は被洗浄面にたいして大きな傾斜角をもって当接するので、接触面積を広く確保し、線接触する。その為、ブラシ毛材８の被洗浄面にたいする当接力は強く、隣り合うブラシ毛材８が順次、被洗浄面に当接していくことから、ブラシ１は洗い残しとなるブラシマークの発生が抑えられ、優れた洗浄性能、異物等の対象物の除去性能が発揮される。
【００４９】
しかしながら、ブラシ毛材８の接触面積が増え、被洗浄面にたいして線接触し、当接力が強くなるということは、摩擦抵抗が増大することであり、ブラシ毛材８の摩耗が促進されることになる。従って、ブラシ１は、耐摩耗性等の機械的強度に優れたナイロン４６等の結晶化度が４０％以上のポリアミド樹脂を有する合成繊維からなるブラシ毛材８を用いることにより、優れた洗浄性能、異物等の対象物の除去性能を維持しつつ、ブラシ毛材８の摩耗の進行が抑制され、耐久性の向上を図ることができる。
【００５０】
なお、ブラシ１の構造に関しては、特に限定されるものではなく、上記の如くの構造以外にも、使用目的に応じて、適宜、設定することができる。例えば、基台３の外周に、ブラシ毛材８を植え付ける植毛孔を設け、ブラシ毛材８をステープルで挟み付け、二つ折りにして、植毛孔の底面にたいして打ち込み、ブラシ毛材８を基台３に固定してブラシ部２を形成した丸線型のブラシ１、ブラシ毛材８を薄い平板で押さえ込み、二つ折りにして、植毛孔の内周に嵌合して平板を打ち込み、ブラシ毛材８を基台３に固定してブラシ部２を形成した平線型のブラシ１、ブラシ毛材８を引き込み線で押さえ込み、二つ折りにして、植毛孔に挿入すると共に、基台３の内周に引き込み線を這わせて、ブラシ毛材８を基台３に固定してブラシ部２を形成した引き込み型のブラシ１、概円環状のディスクの外周端部近傍に植毛孔を設け、ブラシ毛材８を二つ折りにして植毛孔に植設してディスクブラシを形成し、複数枚のディスクブラシを基台３の外周に嵌合挿入してブラシ部２を形成したディスク型のブラシ１等を採用することができる。前記の如くのブラシ１は、いずれもブラシ部２が基台３にたいして放射状に形成されている。
【００５１】
次に、本発明のブラシ１の耐摩耗性能、洗浄性能について試験した。下記に示した要領で測定し、その結果を表１に示した。
【００５２】
実施例として、直径が０．４ｍｍの概丸形断面を有するナイロン４６からなる長尺状のブラシ毛材８の長手方向における略中央部を、鉄からなる長尺状で幅が８ｍｍの帯状体６と、概丸形断面を有する芯線７の間に挟み付けると共に、折り合わせ、長尺状のチャンネルブラシ５からなる３本のブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃを形成した。折り合わされたブラシ毛材８の毛丈は５５ｍｍに設定した。次に、直径が９０ｍｍで且つ長さが３６０ｍｍの鉄製の略円筒状の基台３の外周に、３本のブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃを、隣り合う隙間の間隔を２ｍｍ、各ブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃのピッチを３０ｍｍに設定して螺旋状に巻き回し、ブラシ部２を形成した。そして、各ブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃの始点Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、及び終点を、基台３の両端部近傍の外周等分３箇所に、溶接による固定部１０を介して固定した。前記の手順にて実施例のブラシ１を２本製作した。なお、ナイロン４６からなるブラシ毛材８の結晶化度は４３％であった。
【００５３】
比較例として、ブラシ毛材８の材質をナイロン６６にした以外は、他の条件は上記の実施例と同一に設定したブラシ１を２本製作した。なお、ナイロン６６からなるブラシ毛材８の結晶化度は３３％であった。
【００５４】
（耐摩耗性能）
上記の如く構成された各２本ずつの実施例、及び比較例のブラシ１を、それぞれ上下一対にて通板試験機に取り付け、ブラシ１を３００ｒｐｍの一定の回転速度で回転させる一方、表面粗さ８０の研磨紙を貼り付けた冷延鋼板を用意し、上記回転速度で回転している基台３の外周に取り付けられたブラシ部２の先端が描く仮想円上から２ｍｍだけブラシ１の基台３の方向に近接した位置に前記冷延鋼板を、その表面粗さ８０とされた研磨紙が貼り合わされた面を対向した状態に配設して、８時間に亘り、研磨紙の表面にブラシ毛材８を順次、摺接させた。
【００５５】
そして、研磨紙の表面に上記のようにしてブラシ毛材８を擦り付けた後のブラシ１の重量を測定して、下記基準によりブラシ１の耐摩耗性能を判断した。
○・・・摩耗量が１００ｇ以下であった。
×・・・摩耗量が１００ｇを超えていた。
【００５６】
（洗浄性能）
上記の如く構成された各２本ずつの実施例、及び比較例のブラシ１を、それぞれ上下一対にて通板試験機に取り付け、ブラシ１を１５０ｒｐｍの一定の回転速度で回転させる一方、一面に人工汚れとなる光明丹（四酸化三鉛）を塗布した溶融亜鉛メッキ鋼板を用意し、前記回転速度で回転している基台３の外周に取り付けられたブラシ部２の先端が描く仮想円上から２ｍｍだけ基台３の方向に近接した位置に前記溶融亜鉛メッキ鋼板が、その汚れ面を基台３に対向するよう設定すると共に、７Ｌ毎分の散布量にて洗浄水を吹き付けながら、溶融亜鉛メッキ鋼板を１００ｍｐｍの周速にて、上下一対で取り付けられたブラシ１の間を通板させ、鋼板の汚れ面にブラシ部２を当接させることによって鋼板の汚れを除去した。なお、前記の洗浄試験は、初期状態のブラシ１、及び上記の耐摩耗性試験後のブラシ１にて、それぞれ実施した。
【００５７】
そして、鋼板の汚れ面におけるブラシ部２によって汚れを除去した部分の明度を、日本電色工業株式会社製の色差計ＮＲ−１で測定して、下記基準によりブラシ１の洗浄性能を判断した。
○・・・明度の向上が＋５以上であった。
×・・・明度の向上が＋５未満であった。
【００５８】
【表１】
2010022694.tif 000004
【００５９】
上記試験結果より、実施例のブラシ１は、ブラシ毛材８が結晶化度の高いナイロン４６からなる為、摩耗量は３０ｇで、優れた耐摩耗性能を有していた。また、ブラシ１の初期状態における洗浄性能は、各ブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃの基台３の軸心の垂線にたいする傾斜角が大きい為、基台３の回転に伴い、ブラシ毛材８は鋼板にたいして接触面積を広く確保して線接触にて当接するので、ブラシ毛材８の鋼板にたいする当接力は強く、鋼板に洗浄残りが生じることがなく、優れた洗浄性能を有するものであった。さらに、ブラシ１の耐摩耗性試験後における洗浄性能は、ブラシ毛材８の先端がほとんど削れていない為、先細りしておらず、ブラシ１の初期状態における洗浄性能に比べて、ほとんど洗浄性能の低下は見受けられなかった。
【００６０】
一方、比較例のブラシ１は、ブラシ毛材８が結晶化度の低いナイロン６６からなる為、摩耗量は１３０ｇで、耐摩耗性能は劣るものであった。また、ブラシ１の初期状態における洗浄性能は、各ブラシ体４ａ、４ｂ、４ｃの基台３の軸心の垂線にたいする傾斜角が大きい為、基台３の回転に伴い、ブラシ毛材８は鋼板にたいして接触面積を広く確保して線接触にて当接するので、ブラシ毛材８の鋼板にたいする当接力は強く、鋼板に洗浄残りが生じることがなく、優れた洗浄性能を有するものであった。しかしながら、ブラシ１の耐摩耗性試験後における洗浄性能は、ブラシ毛材８の先端がテーパー状に削れた為、先細りし、鋼板にたいする当接力が弱くなると共に、隣り合うブラシ毛材８の間に隙間が生じ、鋼板に洗浄残りとなるブラシマークが発生したことから、ブラシ１の初期状態における洗浄性能に比べて、著しい洗浄性能の低下が見受けられた。
【００６１】
（実施例２）
図４（ａ）は、本発明の第２の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材を前面側から見た斜視図である。なお、上記第１の実施例におけるブラシと同一部材については、同一符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００６２】
図４（ａ）において、ブラシ毛材１８は、概丸形断面を有する長尺状で、ナイロン４６からなる合成繊維であり、長手方向に湾曲部１４が形成されている。ブラシ毛材１８は、溶融紡糸の際、外周に凹凸が設けられた上下一対からなる歯車状のロールの間を通すことにより、長手方向に湾曲部１４が形成される。
【００６３】
上記の如くに構成されたブラシ毛材１８を、基台３の外周に装着し、ブラシ部２を形成すると、ブラシ１は、ブラシ毛材１８が被洗浄面に当接する際の衝撃力を、ブラシ毛材１８に形成された湾曲部１４が吸収することから、ブラシ毛材１８にたいする衝撃力が緩和され、ブラシ毛材１８のクッション性が向上する。その為、ブラシ毛材１８の復元力が向上することから、ブラシ１の耐久性の向上につながる。
【００６４】
ブラシ１は、洗浄、清掃、研削、研磨、バリ取り時におけるブラシ毛材１８にたいする異物等の対象物の引っ掛かりがよくなり、ブラシ１の異物等の対象物の除去性能が向上する。なお、ブラシ毛材１８のクッション性、異物等の対象物の除去性能を、より効果的に向上させる為には、湾曲部１４の幅は１〜５ｍｍ程度、高さは０．２〜１．２ｍｍ程度に設定さるのが望ましい。
【００６５】
（実施例３）
図４（ｂ）は、本発明の第３の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材を前面側から見た斜視図である。なお、上記第１の実施例におけるブラシと同一部材については、同一符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００６６】
図４（ｂ）において、ブラシ毛材２８は、概丸形断面を有する長尺状の合成繊維からなる複数本の単糸２７が撚り合わされて形成された撚り糸である。単糸２７はナイロン４６からなり、線径は１０〜１００μｍ程度である。単糸２７の撚り本数に関しては、特に、限定されるものではない。
【００６７】
ブラシ毛材２８は、複数本の単糸２７を撚り合わせ、撚り糸に形成する際、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＭＢＲ等の高分子弾性体を、撚り合わされた単糸２７を接着する接着剤として用いても構わない。前記の如くの接着剤が用いられている場合、撚り糸は被洗浄面への当接を繰り返すことにより、短期間にて撚りが全てほぐれ、単糸２７にバラけることが防止されるので、長期間に亘って、ブラシ毛材２８の毛腰を保持することができる。使用される高分子弾性体の種類については、ブラシ１が使用される環境、洗浄液の種類等に応じて、適宜、決定される。
【００６８】
上記の如くに構成されたブラシ毛材２８を、基台３の外周に装着し、ブラシ部２を形成すると、ブラシ１は、ブラシ毛材２８が被洗浄面への当接を繰り返すことにより、先端部がほぐれ、被洗浄面に傷を付着させることなく、被洗浄面の細かな凹凸部分に付着している異物等の対象物を掻き出すことができる。その為、洗浄性能の向上を図ることができる。
【００６９】
（実施例４）
図５（ａ）から図５（ｄ）は、本発明の第４の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材の断面図である。なお、上記第１の実施例におけるブラシと同一部材については、同一符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００７０】
図５（ａ）において、ブラシ毛材３８ａは、３箇所の角部３６ａを有する概三角形断面である。図５（ｂ）において、ブラシ毛材３８ｂは、４箇所の角部３６ｂを有する概四角形断面である。図５（ｃ）において、ブラシ毛材３８ｃは、複数の角部３６ｃと、直交部３７ｃを有する十字断面である。図５（ｄ）において、ブラシ毛材３８ｄは、複数の角部３６ｄと、直交部３７ｄを有する卍形断面である。ブラシ毛材３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄは、いずれもナイロン４６からなる長尺状の合成繊維であり、異形断面形状を有する。異形断面形状の形態については、特に限定されるものではない。
【００７１】
ブラシ毛材３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄは、押出機の先端に取り付けられた概三角形、概四角形、十字形、卍形を有する口金を通して、ナイロン４６を有するポリアミド樹脂を溶融紡糸することにより製造される。
【００７２】
上記の如くに構成されたブラシ毛材３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを、基台３の外周に装着し、ブラシ部２を形成すると、ブラシ１は、ブラシ毛材３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄに形成された複数の角部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄにより、被洗浄面に付着した異物等の対象物を掻き取ることができるので、洗浄性能が大幅に向上する。また、ブラシ毛材３８ｃ、３８ｄは、複数の直交部３７ｃ、３７ｄが形成されてあり、直交部３７ｃ、３７ｄに洗浄液等の液体を保液しながら、ブラシ毛材３８ｃ、３８ｄが被洗浄面に当接するので、ブラシ毛材３８ｃ、３８ｄは表面張力を低下させて被洗浄面を洗浄することができる。
【００７３】
（実施例５）
図６（ａ）から図６（ｄ）は、本発明の第５の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材の断面図である。なお、上記第１の実施例におけるブラシと同一部材については、同一符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００７４】
図６（ａ）において、ブラシ毛材４８ａは、中空部４９ａを有する概丸形中空断面である。図５（ｂ）において、ブラシ毛材４８ｂは、２箇所の中空部４９ｂと、溝部４４を有する概眼鏡形中空断面である。図５（ｃ）において、ブラシ毛材４８ｃは、中空部４９ｃと、３箇所の角部４６ｃを有する概三角形中空断面である。図５（ｄ）において、ブラシ毛材４８ｄは、中空部４９ｄと、４箇所の角部４６ｄを有する概四角形中空断面である。ブラシ毛材４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄは、いずれもナイロン４６からなる長尺状の合成繊維であり、中空断面形状を有する。中空断面形状の形態については、特に限定されるものではない。
【００７５】
ブラシ毛材４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄは、押出機の先端に取り付けられた概丸形中空断面、概眼鏡形中空断面、概三角形中空断面、概四角形中空断面を有する口金を通して、ナイロン４６を有するポリアミド樹脂を溶融紡糸することにより製造される。ブラシ毛材４８ｂは、２個の概丸形中空断面を有する口金から合成繊維を押し出し、加熱状態にある２本の合成繊維を長手方向にて固着し、冷却固化して形成することもできる。
【００７６】
上記の如くに構成されたブラシ毛材４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄを、基台３の外周に装着し、ブラシ部２を形成すると、ブラシ１は、洗浄中にブラシ毛材４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄに形成された中空部４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、４９ｄに洗浄液等の液体を保持することができる。従って、ブラシ毛材４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄは、保液性が高く、被洗浄面にたいして表面張力を低下させて当接する。その為、ブラシ１は、被洗浄面に付着している異物等の対象物を、効率よく確実に除去することができ、洗浄性能が飛躍的に向上する。ブラシ毛材４８ｂは、溝部４４にも液体を保持することができる。また、ブラシ毛材４８ｃ、４８ｄは、複数の角部４６ｃ、４６ｄにより、被洗浄面に強固に付着した異物等の対象物を掻き取ることができる。
【００７７】
（実施例６）
図７（ａ）は、本発明の第６の実施例におけるブラシの正面図、図７（ｂ）は、ブラシの左側面図、図７（ｃ）は、ブラシ毛材を前面側から見た斜視図である。
【００７８】
図７（ａ）、及び図７（ｂ）において、ブラシ５１は、４本の鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属材料からなり概丸形断面を有する線材５４に、ブラシ毛材５８を直交状に挟持し、線材５４を捻り合わせることにより芯材５３が形成されると共に、ブラシ毛材５８を芯材５３に螺旋状に挟着固定してブラシ部５２が形成され、ブラシ部５２は芯材５３にたいして放射状に形成されている。また、芯材５３の一方の端部は、はんだ付けによる固定部５０を介して、４本の線材５４が固着されると共に、芯材５３の他方の端部は、加締められることにより、ブラシ毛材５８の芯材５３からの脱落が防止されている。なお、線材５４の本数は、特に限定されるものではなく、５本以上、あるいは２本、３本でもよい。
【００７９】
図７（ｃ）において、ブラシ毛材５８は、概丸形断面を有する長尺状で、ナイロン４６からなる合成繊維の外周に、粒状の砥粒５５が複数固着して形成されている。砥粒５５は、合成繊維との重量比で、２０〜３０％程度配合される。砥粒５５は、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、ダイアモンド等の無機物で、粒径は０．１〜１０μｍ程度である。合成繊維に、砥粒５５を固着させる際、シランカップリング剤を用いると、砥粒５５を合成繊維に強固に接着させることができ、洗浄中にブラシ５１から砥粒５５が脱落することを防止することができる。シランカップリング剤は、分子中に２個の異なった反応基をもつ有機ケイ素単量体で、一方の反応基は無機物と化学結合する反応基であり、他方の反応基は有機物と化学結合する反応基である。従って、シランカップリング剤は、無機物である砥粒５５と、有機物であるナイロン４６からなる合成繊維とを化学的に結合する為、砥粒５５を合成繊維に強固に接着させることができるのである。
【００８０】
ブラシ５１は、上記の如く構成されているので、ブラシ毛材５８に付着している砥粒５５により、被洗浄面に強固に固着しているバリ等を効率的に除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明にかかるブラシは、耐摩耗性等の機械的強度に優れたブラシ毛材を配していることから、優れた耐久性を有するもので、各種洗浄装置、清掃装置、研磨装置、表面処理装置などに幅広く好適に採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施例におけるブラシの正面図、（ｂ）ブラシの側面図
【図２】（ａ）ブラシ体を前面側から見た斜視図、（ｂ）ブラシ毛材を前面側から見た斜視図
【図３】チャンネルブラシの製造状態を前面側から見た斜視図
【図４】（ａ）本発明の第２の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材を前面側から見た斜視図、（ｂ）本発明の第３の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材を前面側から見た斜視図
【図５】（ａ）本発明の第４の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材の断面図、（ｂ）本発明の第４の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材の断面図、（ｃ）本発明の第４の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材の断面図、（ｄ）本発明の第４の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材の断面図
【図６】（ａ）本発明の第５の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材の断面図、（ｂ）本発明の第５の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材の断面図、（ｃ）本発明の第５の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材の断面図、（ｄ）本発明の第５の実施例におけるブラシに用いられるブラシ毛材の断面図
【図７】（ａ）本発明の第６の実施例におけるブラシの正面図、（ｂ）ブラシの左側面図、（ｃ）ブラシ毛材を前面側から見た斜視図
【符号の説明】
【００８３】
１、５１  ブラシ
２、５２  ブラシ部
３  基台
４ａ、４ｂ、４ｃ  ブラシ体
５  チャンネルブラシ
６  帯状体
７  芯線
８、１８、２８、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ、５８  ブラシ毛材
９、４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ  中空部
１０、５０  固定部
１１  台座
１２  縦ロール
１３  横ロール
１４  湾曲部
２７  単糸
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、４６ｃ、４６ｄ  角部
３７ｃ、３７ｄ  直交部
４４  溝部
５３  芯材
５４  線材
５５  砥粒
【図１】
2010022694.tif 000005
【図２】
2010022694.tif 000006
【図３】
2010022694.tif 000007
【図４】
2010022694.tif 000008
【図５】
2010022694.tif 000009
【図６】
2010022694.tif 000010
【図７】
2010022694.tif 000011